海洋生物资源

（四）生物多样性为人类提供创新思维
物种多样性反映出：对复杂海洋环境多元的
适应性； 物种多样性表现在：它们本身具有特殊的器 官，通过各种行为来应对环境中的变化，它 为人类探索这些生物体的特殊结构和原理做 出了不可替代的贡献，如：应用于日常生活 中的新仪器、新装备； 可以说：如果没有海洋生物结构、行为的多 样性，就很难唤起人们创新思维的活动。
应用： • 1、蓝藻：将模型藻获得的实验应用到已经实现产 业化生产的经济种类，如螺旋藻中··· • 2、真核藻：以单细胞绿藻（莱茵衣藻··）为主， 完成稳定转化。 • 3、大型海藻：特别是经济种类，如海带和紫菜的 遗传转化。
目的二：构建藻类表达系统来大量廉价生产蛋白和药 物，以及生物燃料、降解污染物等。
五 海洋生物资源的开发与利用—海洋生物技术
（一）海洋生物基因工程
（二） 海洋生物细胞工程
（三） 海洋生物化学工程 （四）海洋微生物技术
（一）海洋生物基因工程
A 藻类基因工程 B海洋动物基因工程 A 藻类基因工程
目的一：构建高产、优质、抗逆的藻类新产品 思路： （1）:对于具有质粒的藻类，利用质粒的复制起点、以及 个别质粒能与染色体同源重组的特点，嵌入选择标记，构 建穿梭载体，以实现外源基因在藻类细胞中德游离表达和 整合表达。 （2）对不具有质粒的藻类，利用其自身的染色体片段和细 胞选择标记，以实现同源重组和外源基因的整合表达，或 利用病毒为定向整合载体。
一般选取的经济种类：螺旋藻、小球藻、紫菜、海带·· 蓝 藻－－单细胞：耐低温模型； 丝状体：鱼腥藻：杀蚊幼蓝藻，降解污染物； 螺旋藻：耐低温品种、工业废水利用。 真核藻类---单细胞 绿藻：莱茵衣藻：生物燃料 硅藻：生物燃料 大型藻 褐藻 红藻：紫菜：抗病品种 海带：生产蛋白、药物的生物反应器
B海洋动物基因工程
一、海洋生物资源定义 二、分类 三、地理分布 四、海洋生物资源的多样性利用 五、海洋生物资源的开发技术
一、海洋生物资源定义
又称海洋水产资源。指海洋中蕴藏的经济动物和植 物的群体数量，是有生命、能自行增殖和不断更新的 海洋资源。其特点是通过生物个体种和种下群的繁殖、 发育、生长和新老替代，使资源不断更新，种群不断 补充，并通过一定的自我调节能力达到数量相对稳定。
（二）海洋生物是丰富的新药源
我国最早将海洋生物作为药材，始 于公元一世纪的《神农本草经》中，在 该书中收载的海洋药物有牡蛎、海藻、 乌贼骨、海蛤、文蛤、大盐、蟹、贝等 10多个品种。只有充分的了解和利用海 洋生物内含物质的多样性才能更好的利 用这些丰富的药源。
例如—— • 1、用于清热解毒效用的有：石花菜、舌 状蜈蚣藻、珍珠等 • 2、用于止咳平喘的有：海兔卵群 • 3、用于抗菌作用的有： ａ、微生物链霉菌中提取的抗菌素→ 革兰氏阳性和阴性细菌 ｂ、棕囊藻细胞中丙烯酸→革兰氏阳 性菌、酵母菌、曲霉菌 ｃ、环节动物多毛类分离出含溴化合 物→真菌感染 • 4、用于抗肿瘤的有：刺参提取的酸性黏 多糖 • 5、用于防辐射损伤的有：螺旋藻
2、人工诱导对虾雌核，发育的技术路线。
3、鱼类方面获得全雌牙鲆的技术。
（三） 海洋生物化学工程
1、提取技术——从海洋生物中获取有用物质的技 术，如从海带中提取褐藻胶，从海 葵中提取海葵毒素； 2、化学加工技术——利用化学方法对提取到的海洋 生物制品进行加工，改造，生产出 新的生物制品的技术，如对提取的 甲壳素进行改造；
（三）来自海洋生物的美容品
海洋蕴藏着丰富滋养人类美容的资源。近年 来，一些珍贵海洋生物产物已被开发为美容护肤 和化妆品，并受到广泛的关注，特别是给女性带 来了新的活力。以海洋生物为原料制成的化妆品， 以其纯净自然品质，对人的皮肤有较好的效果而 著称，受到了人们的喜爱。
主要应用—— 1、对修复皮肤、改善人体机能有明显效果的 有：藻类中的红藻、蓝藻、褐藻中富含的矿物质、 微量元素和水。 2、对促进肌肤新生，保持水分、滋润保湿有 明显效果的有；底栖生物中提取的物质 3、对抗衰老，较少皱纹有明显效果的有：珍 珠蛋白中的20多种氨基酸、鲟鱼籽 4、有明显祛斑作用的有：从珊瑚中提炼出的 Bifam
（1）转基因动物：通过外源基因及其调控序列导入 动物的卵细胞或者胚胎中发育形成的； （2）基因工程产品：有经济价值的蛋白质和多肽； （3）胚胎干细胞系的建立与基因打靶 基因打靶：基因的定向转移，是利用DNA体外充 足技术，以基因组内的特定基因作为靶基因，构建与 靶基因有同源序列的充足DNA，导入生物的基因组， 在预定位点引入特定的基因突变，赋予生物以新的基 因型，或者修复或修饰特定位点的DNA序列。
主要有—— （一）鱼类细胞培养； （二）虾，贝类细胞培养； （三）动物细胞培养的应用: 将体外重组的有用基因通过载体导入培养细胞，则培养细 胞可将外源基因准确地表达，并生产出预期的产品。 （1）微生物细胞中的表达： （2）动物细胞中的表达：1、对表达产物进行各种化学修饰 2、内含子的切除 3、将表达产物直接向胞外释放 例如:在哺乳动物中，现在已经用该方法进行了重组人生长激 素的生产和乙型肝炎疫苗的生产 （3）用培养的海洋动物细胞可以进行海洋动物病原微生物的检 测和基础研究。
二、分类 鱼类资源 软体动物资源 甲壳动物资源 哺乳动物资源 海洋植物
三、地理分布
联合国粮农组织统计资料表明：自1938年 以来，世界各海区的海洋渔获量比例有了很 大变化； 首先被开发利用的是北半球（20°N以北） 海域，该海域在1938年占世界海洋总渔获量 的81%； 之后，热带和南半球水域的渔获量迅速提 高，由1938年的19%到1980年占总产量的46%。 从近岸到深海各带区,则近岸区的渔获量大 于其他各区，如1976年海洋生物资源有92% 左右捕自仅占有世界海洋面积7.4%的大陆架 海域；
２、海藻的细胞工程
我国—— 1、建立和保存了海带属，巨藻属和紫菜属等17个 物种80余个品系的大型经济海藻无性系，建成了初 具规模的经济海藻种质库，保存了一批可用于生产 的优良种质。 2、将细胞工程技术和传统技术相结合，获得了多 株紫菜色素突变体和海带，裙带菜品系。
• 3、确定以游离丝状体保存和繁育作为两种化的主 要技术路线，解决课紫菜纯系丝状体大量繁殖， 代替传统的用果孢子接种贝壳的育苗技术，另一 方面，紫菜的无贝壳育苗技术已取得了突破进展， 建立了紫菜的膨大藻丝无性系，为实现工程化奠 定了基础。
3、固定化酶——是将酶固定于不溶性载体，即将酶 闭锁于一定空间内，使其不溶于水 溶液。 • 一）利用海洋生物自身的生化反应机制，生 产目的产品的技术，如用微藻生产某些药物， • 二）利用含有海洋生物基因的微生物进行发 酵，生产海洋生物制品的技术，如用酵母菌生产 鱼类生长激素
（四）海洋微生物技术
海洋微生物广泛存在于浅海区域，外海水域及 深海海底等各类环境中。 主要应用——
3、海豚游泳前进时，它的皮肤能做一定的变形，呈 波浪式，用以消除身体周围的紊流。大大较少水 的阻力，这对潜艇设计很有启发。 4、鱿鱼在海里游动不靠鳍，也无需摆尾，全凭它机 体内的体腔吐纳海水，推动身体前进，启发人们 设计出喷水船，大大提高了航行速度。 5、海洋的鱼类和海兽。能发出自己特有的声波、超 声波或电磁波，利用这些方法同同类联系，人们 依据此研究出了提高水下通讯技术的仪器。 6、南极大鳕鱼含有高价值的防冻物质“糖蛋白”， 可以避免在零下环境中血液产生结晶体，人们分 离出这种糖蛋白，可以通过转移基因的方法促进 经济作物的耐冻性，避免受霜冻破坏，提高冷冻 器官和组织的医学上治疗技能。
（二） 海洋生物细胞工程
１、动物细胞培养及其应用
动物的细胞和组织培养是在离体的情况下，用活 体的细胞，组织或器官作为培养对象进行研究的。 体外培养的细胞，作为生物细胞各种细胞各种生命 的体外模型，在生物学和医学的基础理论和应用技 术中均起着重要作用，特别是在建立细胞株后，细 胞株由于可长期离体传代培养，具有一定的成分和 稳定的生物学特征，并能大量多次提供细胞，因而 更受重视。
1、石油海洋污染——石油降解细菌
2、超嗜热菌
3、嗜热酶
参考文献：
1、中国海洋生物多样性保护 ——陈 清朝 编著 2、海洋生物学——相建海 主编 3、海洋生物研究与开发利用——广 西浪潮海 洋技术开发利用研究所 编 4、海洋生物学——Peter Castro Michael E.Huber 著/毛云翔 译
• 4、建立了海带和裙带菜配子体无性系微繁殖，用 配子体取代游离孢子作种源的细胞工程育苗技术。
３、染色体操作
染色体组工程，是指用生物或物理化学方 法改变有性生殖生物原有的染色体组的技术。 1、中国科学院南海海洋研究所开展了珠母贝倍 性育种研究，已经导出三倍体珠母贝，生长速度 和珍珠质量都较二倍体母贝有明显提高。
不同的海域类型渔获量也不同，上升流区的 面积最小，但渔业产量却与沿岸区相等。这 是由于以摄食浮游生物的鳀鱼等产量极高所 致；大洋区面积占90%，鱼产量却极低，主 要原因是该ห้องสมุดไป่ตู้生产金枪鱼等凶猛性大型鱼类， 其食物链级次高达5级，因而生态效率低。 传统捕捞区在大西洋东北部，西北部和太平 洋北部及中西部其面积仅占世界海洋总水体 的20%左右，而捕捞量却占世界总渔获量的 80%。
（一）美味海鲜从海里来
人们嗜好海鲜美食，都是海里提供的动 植物，诸如虾、蟹、螺、贝、海参、鱼类及 海带、紫菜等，由于味道十分鲜美，人们常 常向往吃一顿海鲜以改善口味。
海洋美食的优点——
1、蛋白质含量高。鱼类蛋白质的含量多在 15%~20%，带鱼和黄花鱼的含量最多。 2、无机盐高于陆地动物肉类，主要为钙、磷、 钾、碘铁等。 如：海带中碘的含量为24毫克/100克。铁的 含量可达150毫克/100克。 3、脂肪含量低，一般不超过5%，大部分为不饱和 脂肪酸。如黄花鱼的不饱 和脂肪酸味62%、带 鱼为61%、对虾为60%，由于焙点低，95%易被 人体吸收利用。
四、海洋生物资源的利用— 人类利用海洋生物多样性
海洋生物多样性为人类生存和发展作出 了重要贡献，不仅为人类提供了丰富的食品， 是人类思维创新意识的源泉，并为人类可持续 发展奠定了扎实的基础。 主要应用—— （一）美味海鲜从海里来 （二）海洋生物是丰富的新药源 （三）来自海洋生物的美容品 （四）生物多样性为人类提供创新思维
主要—— 1、海龟选择在宁静的沙滩或小岛上产卵，产卵后 游离几千米外索食，并在两三年后，又能够准确地按 原来的航线回到产卵位置。经研究，海龟是靠天体上 星辰和特殊嗅觉能力来导航。据推测，它有一种利用 地球重力场的特殊体内航海器官，借助海流和水温来 航行。仿造这些原理设计出的航海仪器，可大大提高 舰艇活动性能 2、肠腔动物中的水母对天气变化相当敏感，当海 上风暴到来之前几个小时能游到安全的地方，启发人 们模拟水母听觉器官设计出一种叫做“水母耳”的仪 器，用来预报天气变化。